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Transmissão e Características


TRANSMISSÃO DE DADOS PARA O SISTEMA DE CONTROLE
    Antigamente a transmissão de dados era feita através de cartões ou fitas perfuradas que continham o programa de controle numérico, depois passaram a ser utilizadas as fitas magnéticas e mais tarde os disquetes, também magnéticos.
    Atualmente podem-se utilizar vários meios de registro e transmissão de informações dos programas para máquinas, que em sua maioria são CNC. Os meios de registro e transmissão do programa NC, são:
•Manual apenas em CNC;
•Cartões ou fitas perfuradas;
•Discos e fitas magnéticas;
•Memórias sólidas (pendrives) via USB ou cartões de memória (micro discos) SD;
•Bluetooth;
•Conexões por rede ethernet, intranet e até internet.

Figura 3.4.1: Fluxo convencional de informação entre CADD/CAM/CNC via ethernet.

    A escolha mais adequada, do tipo de transmissão de dados depende das características da própria máquina, da quantidade de máquinas existentes e também da distância entre o computador em que se produzem os programas e a máquina NC.

    Segundo Tavares (2012), a transmissão serial via cabo RS 232 é segura apenas através de cabos de até 6 metros e assim como a conexão USB e o cartão de memória (SD) são ineficientes se o fluxo de informações é alto.

    O sistema de conexão bluetooth que se faz sem fios, não dispensa um computador para alimentar as máquinas com o programa e está limitado a distâncias de até 100 metros (2). Se não houver barreira física ou interferências na sua frequência de atuação.

    Provavelmente o meio mais frequentemente utilizado para transmissão é o DNC.

    Existem duas configurações do sistema DNC, a saber:

Direct numerical control (DNC) – em português, Controle Numérico Direto - Controle de múltiplas máquinas ferramentas por apenas um computador através de conexão direta e em tempo real.

      Tecnologia dos anos 1960

      Dois sentidos de comunicação

Distributed numerical control (DNC) – em português, Controle Numérico Distribuído - Rede que consiste de um computador central conectado a várias unidades de controle de máquinas, que são obrigatoriamente CNC.

      Tecnologia atual

      Dois sentidos de comunicação

    Na configuração (Direct Numerical Control) a conexão era feita com o leitor de fita perfurada e em tempo real, de um computador central aos leitores de fita (BTR) da MCU (Machine Control Unit) das máquinas NC.

Figura 3.4.2: Configuração Direct Numerical Control.
Fonte: GROOVER, 2010.

    A seguir duas possíveis configurações Distributed numerical control (DNC), Nos sistemas NC distribuídos, programas inteiros são transferidos para cada MCU, que é CNC ao invés de NC convencional.

Figura 3.4.3: Configuração Switching network (Rede de comutação) DNC.
Fonte: GROOVER, 2010.
Figura 3.4.4: Configuração Local area network (LAN) (Rede de comunicação local) DNC.
Fonte: GROOVER, 2010.

    Os sistemas DNC Distribuídos necessitam que cada máquina tenha um terminal que estará conectado ao computador do setor de programação, isto permite utilizar programas NC sempre atualizados, pois o computador envia o programa armazenado no banco de dados do servidor diretamente à memória do controlador de cada uma das máquinas e está livre dos problemas citados anteriormente.

    O sistema DNC não está totalmente livre de eventuais problemas, pois eventualmente a quantidade de máquinas pode ser excessiva para arquitetura de rede utilizada, e se a rede for utilizada para outras necessidades da empresa, também pode ocorrer demora de entrega dos dados à máquina.

 

 
 

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PÓS-PROCESSAMENTO

    Para que a máquina NC consiga entender as informações que o software CAM produz, usam-se softwares denominados pós-processadores, que realizam a tradução para o controlador de uma máquina específica. Os formatos dos arquivos CAM padronizados pela ISO (internacional) ou padronizados conforme a ANSI ou EIA dos Estados Unidos são diferentes dos formatos aceitos pelas máquinas NC.

    Os softwares de CAM produzem arquivos denominados CLData e o pós processador traduz as informações nele contida utilizando os recursos disponíveis no controlador, resumindo a movimentação da ferramenta pela utilização de instruções especiais e reduzindo o número de blocos de programa necessários. Muitos pós-processadores podem também, analisar o arquivo CLData e indicar eventuais problemas, validar ou corrigir o programa NC.

    De certa forma, os padrões ISO, ANSI e EIA têm muito em comum entre si quanto ás instruções principais, mas os fabricantes de controladores numéricos sempre criam novos recursos que aperfeiçoam a usinagem, facilitam a programação ou contribuem de alguma maneira para qualidade ou redução dos tempos envolvidos. Desta forma, os softwares de CAM ficam desatualizados e passam a necessitar de um pós-processador para aproveitar os novos recursos do controlador.

CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS DAS MÁQUINAS CNC.

    As máquinas ferramentas CNC sejam tornos ou centros de usinagem necessitam ter características construtivas relativamente diferentes das máquinas convencionais, pois, o seu funcionamento, a qualidade daquilo que nelas é fabricado, a produtividade e outras dependem diretamente destas características.

                As características mais comuns às máquinas ferramentas CNC são:

Barramento ou estrutura base rígida;

Carros ou mesa rígida e estável quanto a altas cargas e vibrações;

Motores elétricos com elevada potência e capacidade de torque;

Eixos árvores com capacidade de altas rotações e variação contínua;

Dispositivo trocador de ferramentas automático;

Fusos de esferas recirculantes para movimentação dos carros ou mesas;

Servomotores para acionamento dos fusos;

Guias lineares com patins sob as mesas de fresadoras e centros de usinagem;

Sistema de refrigeração;

Sensor de posição dos carros ou mesas (encoders ou réguas óticas);

Sensor de desgaste de ferramentas (Tool eye).

                   Acionamento da máquina

    As transmissões de rotação para a peça nos tornos são realizadas pelo eixo-árvore. O acionamento da árvore é realizado através de um motor de corrente alternada ou de corrente contínua.

    Para a grande maioria dos tornos o motor transmite a rotação ao eixo árvore através de polias e correias enquanto que fresadoras e centros de usinagem podem muitas vezes ter os motores acoplados diretamente no eixo árvore.

    Alguns modelos de tornos possuem caixas de mudanças de rotação exclusivamente manuais ou com faixas selecionáveis de rotação, por exemplo, baixa e alta ou ainda baixa, média e alta, nestes casos o operador é requisitado a alterar manualmente a rotação. Nos tornos mais recentes as rotações são alteradas automaticamente.

    A medição da rotação é feita através de tacômetros ou discos de encoder.

    Os motores elétricos de alta potência e torque, conjugados com os eixos árvores apoiados em mancais de ótima qualidade, possibilitam grande remoção de cavacos e variações contínuas de rotações.
 
Figura 3.4.5: Modelo de acionamento das máquinas CNC.
 
    As máquinas CNC necessitam de barramento ou base, mesas ou carros rígidos para suportar as altas cargas e vibrações do processo de usinagem e assim, manter sua estabilidade geométrica para garantir boa qualidade de acabamento superficial, dimensional e geométrica das peças a produzir, maior durabilidade da máquina e das ferramentas de corte.

Acionamento dos fusos

    Os movimentos de avanço devem ser realizados de forma a gerar a geometria desejada da peça atendendo exigências de uniformidade de movimentos e de rapidez de reação na alteração de velocidades. A interferência de forças externas, como a força de avanço e de atrito, provoca erros nos movimentos dos carros. Isso aumenta a dificuldade do controle dos movimentos pelo CN e de acionamento dos motores.

    Para controlar adequadamente os movimentos são usados motores elétricos denominados servomotores para o acionamento dos fusos, regulados por um circuito de potência e podem acionar ou frear em ambas as direções de movimento.
 
Figura 3.4.6: Servomotores de acionamento dos fusos.
 
 
 
 
 Direitos Reservados para Domingos F. O. Azevedo © - Agosto de 2013
Atualizada em Abril de 2019

 
 
 
 
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